【名師一號】2021年人教版物理雙基限時練-必修二：第七章-6探究功與速度變化的關(guān)系

雙基限時練(十九)試驗：探究功與速度變化的關(guān)系1．對于橡皮筋做的功來說，直接測量是有困難的．我們可以奇妙地避開這個難題而不影響問題的解決，只需要測出每次試驗時橡皮筋對小車做的功是第一次試驗的多少倍，使用的方法是()A．用同樣的力對小車做功，讓小車通過的距離依次為x、2x、3x……進行第1次、第2次、第3次……試驗時，力對小車做的功就是W、2W、3W……B．讓小車通過相同的距離，第1次力為F、第2次力為2F、第3次力為3F……試驗時，力對小車做的功就是W、2W、3C．選用同樣的橡皮筋，在試驗中每次橡皮筋拉伸的長度保持全都，當用1條、2條、3條……同樣的橡皮筋進行第1次、第2次、第3次……試驗時，橡皮筋對小車做的功就是W、2W、3W……D．利用彈簧測力計測量對小車的拉力F，利用直尺測量小車在力作用下移動的距離x，便可以求出每次試驗中力對小車做的功，可把握為W、2W、3W……解析實際操作第一次用一根橡皮筋，以后各次分別用2根、3根、……且每次拉到同樣的長度，即能得到W、2W、3W、……的功，故C正確．答案C2．在“探究功與速度變化的關(guān)系”試驗中，小車在運動中會受到阻力作用．這樣，在小車沿木板滑行的過程中，除橡皮筋對其做功以外，還有阻力做功，這樣便會給試驗帶來誤差，我們在試驗中想到的方法是使木板略微傾斜，對于木板的傾斜程度，下面說法中正確的是()A．木板只要略微傾斜一下即可，沒有什么嚴格的要求B．木板的傾斜角度在理論上應滿足下面條件：即使物體沿斜面下滑的重力分力應等于小車受到的阻力C．假如小車在木板上能做勻速運動，則木板的傾斜程度是符合要求的D．其實木板不傾斜，問題也不大，由于試驗總是存在誤差的解析平衡摩擦力常用墊高長木板固定打點計時器的一端的方法．若小車可在長木板上做勻速運動，則表明重力沿斜面對下的分力正好平衡摩擦力，B、C正確．答案BC3．橡皮筋釋放后，關(guān)于小車的運動，下列說法正確的是()A．始終做勻速直線運動B．先做勻加速直線運動，再做勻速直線運動C．先做加速度減小的變加速直線運動，再做勻速直線運動D．先做加速度增大的變加速直線運動，再做勻速直線運動解析橡皮筋對小車的拉力是變力且漸漸變小，所以小車先做加速度減小的變加速直線運動，橡皮筋對小車做功完畢后，小車將做勻速直線運動，故選項C正確．答案C4．在“探究功與速度變化的關(guān)系”試驗中，某同學在一次試驗中得到了一條如圖所示的紙帶，這條紙帶上的點兩端較密，中間較疏但間隔不均勻，消滅這種狀況的緣由可能是()A．電源的頻率不穩(wěn)定B．木板傾斜程度太大C．沒有使木板傾斜或傾斜角太小D．小車受到的阻力較大解析電源頻率不穩(wěn)定不會消滅這樣的結(jié)果，消滅這一現(xiàn)象的緣由是小車在橡皮筋作用下加速運動，在橡皮筋恢復原長后小車做減速運動，且受的阻力較大．答案CD5．某爭辯性學習小組覺得教材中試驗測量過程較簡單，改進如下：如圖所示，將教材試驗中的木板放在桌子的邊緣，小車的前端放一小球，小車在橡皮筋作用下加速運動，到桌子邊緣后小車在擋板作用下停止運動，小球做平拋運動，測出橡皮筋條數(shù)為1、2、3、…、n時的平拋距離x1、x2、x3、…、xn，則()A．假如忽視一切摩擦，x∝n(n為橡皮筋條數(shù))B．假如忽視一切摩擦，x2∝n(n為橡皮筋條數(shù))C．該試驗中小車受的摩擦力可以通過傾斜木板的方法平衡而不產(chǎn)生新的誤差D．該試驗中傾斜木板會產(chǎn)生誤差解析由W∝v2，x∝v，W∝n得x2∝n，選項B正確．該試驗應用了平拋原理，假如木板傾斜，則變?yōu)樾睊?，將產(chǎn)生誤差．選項D正確．答案BD6．為了探究功與物體速度變化的關(guān)系，某同學做了如下試驗，他讓滑塊在某一水平面上滑行，利用速度采集器獵取其初速度v，并測量出不同初速度的最大滑行距離x，得到下表所示幾組數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)組123456v/(m·s－1)00.160.190.240.300.49x/m00.0450.0750.1110.1630.442(1)一同學依據(jù)表中數(shù)據(jù)，作出x－v圖象如圖甲所示．觀看該圖象，該同學作出如下推理：依據(jù)x－v圖象大致是一條拋物線，可以猜想，x可能與v2成正比．請在圖乙所示坐標紙上選擇適當?shù)淖鴺溯S作出圖線驗證該同學的猜想．甲乙(2)依據(jù)你所作的圖象，你認為滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速度平方v2的關(guān)系是________．解析(1)做出x－v2圖線如圖所示(2)由圖可以看出，滑塊滑行的最大距離x與滑塊初速度平方v2成正比，即x∝v2.答案(1)見解析圖(2)x∝v27．“探究功與速度變化的關(guān)系”的試驗裝置如圖所示，當小車在兩條橡皮筋的作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0.當用4條、6條、8條、…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次、…試驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0、…，每次試驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出．(1)關(guān)于該試驗，下列說法正確的是()A．打點計時器可以用直流電源供電，電壓為4～6VB．試驗中使用的若干根橡皮筋的原長可以不相等C．每次試驗中應使小車從同一位置由靜止彈出D．利用每次測出的小車最大速度vmax和橡皮筋做的功W，依次作出W－vmax、W－veq\o\al(2,max)、W－veq\o\al(3,max)、W2－vmax、W3－vmax、…的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系．(2)如圖給出了某次在正確操作狀況下打出的紙帶，從中截取了測量物體最大速度所用的一段紙帶，測得O點到A、B、C、D、E各點的距離分別為OA＝5.65cm、OB＝7.12cm、OC＝8.78cm、OD＝10.40cm、OE＝11.91cm.已知相鄰兩點打點時間間隔為0.02s，則小車獲得的最大速度vmax＝______m/s.解析(1)試驗應用溝通電源，A錯；試驗中使用的橡皮筋原長應相等，B錯；每次試驗中應使小車從同一位置由靜止彈出，C正確；作出各種不同形式的圖象，才能推斷做功與速度變化的關(guān)系，D正確．(2)由紙帶計算得AB＝1.47cm，BC＝1.66cm，CD＝1.62cm，DE＝1.51cm，小車從打B點到打D點的過程中做勻速運動，則小車的最大速度vmax＝eq\f(BD,2T)＝eq\f(3.28×10－2,2×0.02)m/s＝0.82m/s.答案(1)CD(2)0.828．質(zhì)量為1kg的重錘自由下落，通過打點計時器在紙帶上記錄運動過程，打點計時器所接電源為6V、50Hz的溝通電源，如圖所示，紙帶上O點為重錘自由下落時紙帶打點起點，選取的計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G依次間隔一個點(圖中未畫出)，各計數(shù)點與O點距離依次為31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，單位為mm，重力加速度為9.8m/s2，則(1)求出B、C、D、E、F各點速度并填入下表.計數(shù)點BCDEF速度(m·s－1)(2)求出物體下落時從O點到圖中各點過程中重力所做的功.計數(shù)點BCDEF功(J)(3)適當選擇坐標軸，使圖中作出的圖線為直線，從而推斷功與哪個量成正比．在下圖中作出圖線，其中縱坐標表示________，橫坐標表示________．解析(1)各點速度由公式v＝eq\x\to(v)＝eq\f(Δx,Δt)求出vB＝eq\f(\x\to(AC),Δt)＝eq\f(125.4－31.4×10－3,4×0.02)m/s≈1.18m/s.同理：vC≈1.57m/s，vD≈1.96m/s，vE≈2.35m/s，vF≈2.74m/s.(2)重力做的功由W＝mgΔx求出WB＝mgeq\x\to(OB)＝1×9.8×70.6×1